(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨前のウエハをカセットから取出して該ウエハの被研磨膜の膜厚を膜厚測定器で測定する研磨前膜厚測定工程と、
前記研磨前膜厚測定後のウエハを前記カセットに戻す研磨前ウエハ収納工程と、
前記カセットに戻された前記研磨前膜厚測定後のウエハを前記カセットから取出して研磨する研磨工程と、
研磨後のウエハを洗浄し乾燥させる洗浄・乾燥工程と、
前記洗浄・乾燥後のウエハを、前記研磨前膜厚測定後のウエハが収納されていた前記カセットに戻す研磨後ウエハ収納工程と、
前記カセットに戻された洗浄・乾燥後のウエハを前記カセットから取出して該ウエハの被研磨膜の膜厚を、前記研磨前膜厚測定工程にて使用した前記膜厚測定器で測定する研磨後膜厚測定工程とを有することを特徴とする研磨方法。
【請求項２】
前記膜厚測定器は、前記研磨前膜厚測定工程から前記研磨前ウエハ収納工程までのウエハの枚数が予め定めた第１の閾値以上であるときには前記研磨後膜厚測定工程を優先させることを特徴とする請求項１記載の研磨方法。
【請求項３】
前記洗浄・乾燥工程後であって前記研磨後膜厚測定工程前のウエハの枚数が予め定めた第２の閾値以上であるときには、前記洗浄・乾燥工程後のウエハであって前記研磨後膜厚測定工程を必要とするウエハの研磨後ウエハ収納工程を中止することを特徴とする請求項２記載の研磨方法。
【請求項４】
ウエハを収納したカセットを載置するフロントロード部を有するロード／アンロード部と、
ウエハを保持し研磨面に向けて押圧しながらウエハと研磨面とを相対運動させてウエハを研磨する保持部を有する研磨部と、
研磨後のウエハを洗浄し乾燥させる洗浄・乾燥部と、
ウエハの被研磨膜の膜厚を研磨前、及び研磨後の洗浄・乾燥後に測定する膜厚測定器と、
ウエハを搬送する搬送機とを備え、
前記搬送機は、
ウエハを前記カセットから取り出して前記膜厚測定器に搬送し、
前記膜厚測定器にて被研磨膜の膜厚が測定され、かつ、前記研磨部で研磨される前の膜厚測定後研磨待機ウエハを一旦前記カセットに収納し、
前記膜厚測定後研磨待機ウエハを前記カセットから取り出して前記研磨部に搬送し、
前記研磨部にて研磨され、前記洗浄・乾燥部にて洗浄及び乾燥された研磨後膜厚測定待機ウエハを、前記膜厚測定後研磨待機ウエハが収納されていた前記カセットに収納し、
前記研磨後膜厚測定待機ウエハを前記カセットから取り出して、前記被研磨膜の膜厚を測定した前記膜厚測定器に搬送することを特徴とする研磨装置。
【請求項５】
研磨前に前記膜厚測定器により被研磨膜の膜厚が測定されているウエハから該膜厚測定器から搬出されてかつ前記研磨部により研磨される前のウエハの枚数が予め定めた第１の閾値以上であるときには、前記膜厚測定器は、研磨後に洗浄・乾燥されて前記カセットに収納されているウエハの被研磨膜の膜厚を優先的に測定することを特徴とする請求項４記載の研磨装置。
【請求項６】
研磨後に洗浄・乾燥されて前記カセットに収納され、かつ前記膜厚測定器によって被研磨膜の膜厚が測定される前のウエハの枚数が予め定めた第２の閾値以上であるときには、前記搬送機は、研磨後に洗浄・乾燥されたウエハであって前記研磨膜厚測定工程を必要とするウエハの前記カセットへの搬送を中止することを特徴とする請求項５記載の研磨装置。
【請求項７】
ウエハを収納したカセットを載置するフロントロード部を有するロード／アンロード部と、
ウエハを保持し研磨面に向けて押圧しながらウエハと研磨面とを相対運動させてウエハを研磨する保持部を有する研磨部と、
研磨後のウエハを洗浄し乾燥させる洗浄・乾燥部と、
ウエハの被研磨膜の膜厚を研磨前、及び研磨後の洗浄・乾燥後に測定する膜厚測定器と、
ウエハを搬送する搬送機とを有する研磨装置を制御するプログラムであって、
前記搬送機によりウエハを前記カセットから取り出して前記膜厚測定器に搬送する手順と、
前記膜厚測定器にて被研磨膜の膜厚を測定する手順と、
前記研磨部で研磨される前の膜厚測定後研磨待機ウエハを一旦前記カセットに収納する手順と、
前記膜厚測定後研磨待機ウエハを前記搬送機により前記カセットから取り出して前記研磨部に搬送する手順と、
前記研磨部にて研磨され、前記洗浄・乾燥部にて洗浄及び乾燥された研磨後膜厚測定待機ウエハを、前記膜厚測定後研磨待機ウエハが収納されていた前記カセットに前記搬送機により収納する手順と、
前記研磨後膜厚測定待機ウエハを前記搬送機により前記カセットから取り出して、前記被研磨膜の膜厚を測定した前記膜厚測定器に搬送する手順をコンピュータに実行させる研磨装置制御用プログラム。
【請求項８】
研磨前に前記膜厚測定器により被研磨膜の膜厚が測定されているウエハから該膜厚測定器から搬出されてかつ前記研磨部により研磨される前のウエハの枚数が予め定めた第１の閾値以上であるときに、研磨後に洗浄・乾燥されて前記カセットに収納されているウエハの被研磨膜の膜厚を前記膜厚測定器で優先的に測定する手順をコンピュータに実行させる請求項７記載の研磨装置制御用プログラム。
【請求項９】
研磨後に洗浄・乾燥されて前記カセットに収納され、かつ前記膜厚測定器によって被研磨膜の膜厚が測定される前のウエハの枚数が予め定めた第２の閾値以上であるときには、前記搬送機は、研磨後に洗浄・乾燥されたウエハであって前記研磨膜厚測定工程を必要とするウエハの前記カセットへの前記搬送機による搬送を中止する手順をコンピュータに実行させる請求項８記載の研磨装置制御用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハ表面を平坦かつ鏡面状に研磨する研磨方法及び研磨装置、並びに研磨装置を制御する研磨装置制御用プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ウエハ研磨装置として、研磨部、洗浄・乾燥部、搬送部、及び膜厚測定器などを一体的に組み込んだ装置が知られている。このようなウエハ研磨装置においては、研磨前にウエハ表面の被研磨膜の膜厚を測定し、被研磨膜の研磨が終了し、ウエハを洗浄し乾燥させた後、更に被研磨膜の膜厚を測定するようにしている。これは、被研磨膜の研磨前後の膜厚を比較することにより研磨装置の研磨性能を算出し、これ以降のウエハの研磨にフィードバックするためである。
【０００３】
一般的に、ウエハ表面の被研磨膜の研磨に要する時間（研磨タクト）、研磨後のウエハの洗浄・乾燥に要する時間（洗浄・乾燥タクト）、及び被研磨膜の膜厚測定に要する時間（膜厚測定タクト）は、それぞれ異なっている場合が多い。例えば、ウエハ表面の被研磨膜の研磨と研磨後のウエハの洗浄・乾燥に要する時間が６０秒、被研磨膜の膜厚測定に要する時間が９０秒などの場合がある。このような場合、従来の一般的な研磨装置にあっては、ウエハに対する一連の動作を順次行っているため、被研磨膜の膜厚測定にかかる時間が律速条件となり、研磨装置全体のスループットは膜厚測定時間に制約されることとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、ウエハ表面の被研磨膜の研磨（研磨工程）と研磨後のウエハの洗浄・乾燥（乾燥・洗浄工程）に要する時間が被研磨膜の膜厚測定に要する時間よりも短い場合には、研磨工程、洗浄・乾燥工程をそれぞれのタクトに沿って行い、洗浄・乾燥後のウエハを膜厚測定のために待機させていた。しかし、かかる運転条件では、フィードバック制御の対象となるウエハは、研磨後の洗浄・乾燥が終了して膜厚測定のために待機しているウエハ以降のウエハとなる。つまり、研磨工程、洗浄・乾燥工程をそれぞれのタクト通りに行っているため、研磨後、洗浄・乾燥の終了したウエハは、膜厚測定器の空きを待つことになるが、これらの既に研磨や洗浄・乾燥が行われたウエハ（つまり、カセットから取出されたウエハ）にはフィードバックが及ばないこととなる。このため、例えば、乾燥が終了して膜厚測定のために待機しているウエハがプロセス環境の変化のために研磨不良であっても、その情報は、当該ウエハが膜厚測定器により測定されるまで反映されない。したがって、その間に研磨工程に入ったウエハは、プロセス環境の変化を受けて全て研磨不良になる場合がある。フィードバック制御を早期に行い、研磨工程の変化を早期に以降のウエハに反映させるには、膜厚測定タクトをできるだけ短縮する必要がある。
【０００５】
更に、従来、一枚のウエハについて、研磨前膜厚測定工程→研磨工程→洗浄工程→乾燥工程→研磨後膜厚測定工程のように、連続したプロセスを一貫して行っていた。この場合、最後の研磨後膜厚測定工程が律速条件であるとすると、その上流工程（研磨前膜厚測定工程、研磨工程、洗浄工程、及び乾燥工程）は、研磨後膜厚測定工程が終わるまでその場で待たなければならない。したがって、乾燥工程は終了しているものの乾燥機上にて待機するウエハが生じ、また洗浄工程は終了したものの洗浄機上にて待機するウエハが生じる。この場合、研磨工程後のウエハは洗浄機に入ることができない。このため、研磨後のウエハの配線（例えば銅配線）等の腐食が進み、配線抵抗が増加し、不良品となる場合がある。
【０００６】
また、ウエハは、一般に複数枚のウエハが収納されたカセット毎に、言い換えれば１ロット毎に管理されているが、１ロット最後のウエハに対する研磨、洗浄・乾燥が終了しても、被研磨膜の膜厚測定が終了しなくては、１ロット全てのウエハに対する全ての工程は終了しない。したがって、前のロット最後のウエハに対する研磨工程の終了から次のロット最初のウエハに対する研磨処理に移るまでのロット切換え時に研磨部に空き時間が生じる。このように、研磨部に空き時間が生じた場合、研磨環境の維持等を目的に、研磨部でダミーウエハを研磨することが一般に行われているが、ロット切換え毎にダミーウエハの研磨を行うとコストの増大に繋がる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、研磨後のウエハが被研磨膜の膜厚測定のために待機する待ち時間を減少させて、装置全体のスループットを向上させ、しかもフィードバック制御を確実に行うことができるようにした研磨方法及び研磨装置、並びに研磨装置制御用プログラムを提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の研磨方法は、研磨前のウエハをカセットから取出して該ウエハの被研磨膜の膜厚を膜厚測定器で測定する研磨前膜厚測定工程と、前記研磨前膜厚測定後のウエハを前記カセットに戻す研磨前ウエハ収納工程と、前記カセットに戻された前記研磨前膜厚測定後のウエハを前記カセットから取出して研磨する研磨工程と、研磨後のウエハを洗浄し乾燥させる洗浄・乾燥工程と、前記洗浄・乾燥後のウエハを、前記研磨前膜厚測定後のウエハが収納されていた前記カセットに戻す研磨後ウエハ収納工程と、前記カセットに戻された洗浄・乾燥後のウエハを前記カセットから取出して該ウエハの被研磨膜の膜厚を、前記研磨前膜厚測定工程にて使用した前記膜厚測定器で測定する研磨後膜厚測定工程とを有する。
【０００９】
本発明の研磨方法によれば、ウエハの被研磨膜の膜厚測定工程を他の研磨工程や洗浄・乾燥工程と切離して行うことが可能となる。したがって、被研磨膜の膜厚測定を必要としないウエハの研磨工程や洗浄・乾燥工程中に膜厚測定器に空き時間が生じることを解消することができる。また、研磨工程とは切離して、予め複数枚のウエハに対する被研磨膜の膜厚測定を行うことで、その分、膜厚測定器に余裕が生じる。従来、研磨前の被研磨膜に対する膜厚測定と研磨後の被研磨膜に対する膜厚測定は交互に行われていたが、本発明は、研磨前の被研磨膜に対する膜厚測定を予め行うことによって、研磨後の被研磨膜に対する膜厚測定の順番を繰り上げることができる。したがって、研磨後のウエハが被研磨膜の膜厚測定のために待機する待ち時間が減ることになり、これによって、装置全体のスループットが向上する。
【００１０】
前記膜厚測定器は、前記研磨前膜厚測定工程から前記研磨前ウエハ収納工程までのウエハの枚数が予め定めた第１の閾値以上であるときには前記研磨後膜厚測定工程を優先し、また前記洗浄・乾燥工程後であって前記研磨後膜厚測定工程前のウエハの枚数が予め定めた第２の閾値以上であるときには、前記洗浄・乾燥工程後のウエハであって前記研磨後膜厚測定工程を必要とするウエハの研磨後ウエハ収納工程を中止することが好ましい。
【００１１】
研磨前の被研磨膜に対する膜厚測定を先行して行ったウエハの数によっては、研磨後の被研磨膜に対する膜厚測定を優先させることにより、研磨後のウエハが被研磨膜の膜厚測定のために待機する待ち時間をゼロにすることも可能である。例えば、被研磨膜の膜厚測定は、全てのウエハに対して行われない場合もあり、２枚につき１枚膜厚測定を行う場合がある。かかる場合には、研磨工程と並行して行う研磨前の被研磨膜に対する膜厚測定のタクトが、研磨後の被研磨膜に対する膜厚測定の待ち時間をすべて補償する場合があり、装置全体として円滑な処理を行うことが可能となる。
【００１２】
本発明の研磨装置は、ウエハを収納したカセットを載置するフロントロード部を有するロード／アンロード部と、ウエハを保持し研磨面に向けて押圧しながらウエハと研磨面とを相対運動させてウエハを研磨する保持部を有する研磨部と、研磨後のウエハを洗浄し乾燥させる洗浄・乾燥部と、ウエハの被研磨膜の膜厚を研磨前、及び研磨後の洗浄・乾燥後に測定する膜厚測定器と、ウエハを搬送する搬送機とを備え、前記搬送機は、ウエハを前記カセットから取り出して前記膜厚測定器に搬送し、前記膜厚測定器にて被研磨膜の膜厚が測定され、かつ、前記研磨部で研磨される前の膜厚測定後研磨待機ウエハを一旦前記カセットに収納し、前記膜厚測定後研磨待機ウエハを前記カセットから取り出して前記研磨部に搬送し、前記研磨部にて研磨され、前記洗浄・乾燥部にて洗浄及び乾燥された研磨後膜厚測定待機ウエハを、前記膜厚測定後研磨待機ウエハが収納されていた前記カセットに収納し、前記研磨後膜厚測定待機ウエハを前記カセットから取り出して、前記被研磨膜の膜厚を測定した前記膜厚測定器に搬送する。
【００１３】
本発明の研磨装置制御用プログラムは、ウエハを収納したカセットを載置するフロントロード部を有するロード／アンロード部と、ウエハを保持し研磨面に向けて押圧しながらウエハと研磨面とを相対運動させてウエハを研磨する保持部を有する研磨部と、研磨後のウエハを洗浄し乾燥させる洗浄・乾燥部と、ウエハの被研磨膜の膜厚を研磨前、及び研磨後の洗浄・乾燥後に測定する膜厚測定器と、ウエハを搬送する搬送機とを有する研磨装置を制御するプログラムであって、前記搬送機によりウエハを前記カセットから取り出して前記膜厚測定器に搬送する手順と、前記膜厚測定器にて被研磨膜の膜厚を測定する手順と、前記研磨部で研磨される前の膜厚測定後研磨待機ウエハを一旦前記カセットに収納する手順と、前記膜厚測定後研磨待機ウエハを前記搬送機により前記カセットから取り出して前記研磨部に搬送する手順と、前記研磨部にて研磨され、前記洗浄・乾燥部にて洗浄及び乾燥された研磨後膜厚測定待機ウエハを、前記膜厚測定後研磨待機ウエハが収納されていた前記カセットに前記搬送機により収納する手順と、前記研磨後膜厚測定待機ウエハを前記搬送機により前記カセットから取り出して、前記被研磨膜の膜厚を測定した前記膜厚測定器に搬送する手順をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、研磨後のウエハが被研磨膜の膜厚測定のために待機する待ち時間を減少させて、装置全体のスループットを向上させ、しかもフィードバック制御を確実に行うようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る研磨装置の全体構成を示す平面図、図２は、図１に示す研磨装置の概要を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態における研磨装置は、略矩形状のハウジング１を備えており、ハウジング１の内部は、隔壁１ａ，１ｂ，１ｃによって、ロード／アンロード部２、研磨部３（３ａ，３ｂ）、洗浄・乾燥部４に区画され、更に制御部８が備えられている。ロード／アンロード部２、研磨部３ａ，３ｂ及び洗浄・乾燥部４は、それぞれ独立に組立てられ、独立に排気される。
【００１６】
ロード／アンロード部２は、多数のウエハを収納したカセットを載置する２つ以上、この例では３つのフロントロード部２０ａ，２０ｂ，２０ｃを備えている。これらのフロントロード部２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、研磨装置の幅方向（長手方向と垂直な方向）に隣接して配列されている。フロントロード部２０ａ，２０ｂ，２０ｃには、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard Manufacturing Interface）ポッド、またはＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載することができる。ここで、ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部にカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。
【００１７】
また、ロード／アンロード部２には、フロントロード部２０ａ，２０ｂ，２０ｃの並びに沿って走行機構２１が敷設されており、この走行機構２１上にカセットの配列方向に沿って移動可能な第１搬送機としての第１搬送ロボット２２が設置されている。走行機構２１の延長線上には、ウエハの研磨前後における被研磨膜の膜厚を測定する膜厚測定器としてＩＴＭ（In-line Thickness Monitor）２３が配置されている。第１搬送ロボット２２は、走行機構２１上を移動することによって、フロントロード部２０ａ，２０ｂ，２０ｃに載置されたカセット内に収納されたウエハとＩＴＭ２３にアクセスできるようになっている。第１搬送ロボット２２は、フロントロード部２０ａ，２０ｂ，２０ｃに載置されたカセットから研磨前または研磨後のウエハを取出す。ＩＴＭ２３は、第１搬送ロボット２２からウエハを受取った後（In-line）に、光学的手段によってウエハ表面へ入射して反射した光学信号により、ウエハ表面における銅膜やバリア膜等の被研磨膜の膜厚を測定する。
【００１８】
ロード／アンロード部２は最もクリーンな状態を保つ必要がある領域であるため、ロード／アンロード部２の内部は、装置外部、研磨部３、及び洗浄・乾燥部４のいずれよりも高い圧力に常時維持されている。また、第１搬送ロボット２２の走行機構２１の上部には、ＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィルタなどのクリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット（図示せず）が設けられており、このフィルタファンユニットにより、パーティクルや有毒蒸気、ガスが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって噴き出している。
【００１９】
研磨部３は、ウエハの研磨が行われる領域であり、第１研磨ユニット３０Ａと第２研磨ユニット３０Ｂとを内部に有する第１研磨部３ａと、第３研磨ユニット３０Ｃと第４研磨ユニット３０Ｄとを内部に有する第２研磨部３ｂとを備えている。これらの第１研磨ユニット３０Ａ、第２研磨ユニット３０Ｂ、第３研磨ユニット３０Ｃ、及び第４研磨ユニット３０Ｄは、研磨装置の長手方向に沿って配列されている。
【００２０】
第１研磨ユニット３０Ａは、表面に研磨面３０５Ａを有する研磨テーブル３００Ａと、ウエハを保持しかつウエハを研磨面３０５Ａに対して押圧しながら研磨する保持部（トップリング）３０１Ａと、研磨面３０５Ａに研磨液やドレッシング液（例えば、水）を供給する研磨液供給ノズル３０２Ａと、研磨面３０５Ａのドレッシングを行うドレッサ３０３Ａと、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素）の混合流体を霧状にして、１または複数のノズルから研磨面３０５Ａに噴射するアトマイザ３０４Ａとを備えている。同様に、第２研磨ユニット３０Ｂは、表面に研磨面３０５Ｂを有する研磨テーブル３００Ｂと、保持部３０１Ｂと、研磨液供給ノズル３０２Ｂと、ドレッサ３０３Ｂと、アトマイザ３０４Ｂとを備えており、第３研磨ユニット３０Ｃは、表面に研磨面３０５Ｃを有する研磨テーブル３００Ｃと、保持部３０１Ｃと、研磨液供給ノズル３０２Ｃと、ドレッサ３０３Ｃと、アトマイザ３０４Ｃとを備えている。第４研磨ユニット３０Ｄは、表面に研磨面３０５Ｄを有する研磨テーブル３００Ｄと、保持部３０１Ｄと、研磨液供給ノズル３０２Ｄと、ドレッサ３０３Ｄと、アトマイザ３０４Ｄとを備えている。
【００２１】
第１研磨部３ａの第１研磨ユニット３０Ａ及び第２研磨ユニット３０Ｂと洗浄・乾燥部４との間には、長手方向に沿った４つの搬送位置（ロード／アンロード部２側から順番に第１搬送位置ＴＰ１、第２搬送位置ＴＰ２、第３搬送位置ＴＰ３、第４搬送位置ＴＰ４とする）の間でウエハを搬送する第２（直動）搬送機構としての第１リニアトランスポータ５が配置されている。この第１リニアトランスポータ５の第１搬送位置ＴＰ１の上方には、ロード／アンロード部２の第１搬送ロボット２２から受取ったウエハを反転する反転機３１が配置されており、その下方には上下に昇降可能なリフタ３２が配置されている。また、第２搬送位置ＴＰ２の下方には上下に昇降可能なプッシャ３３が、第３搬送位置ＴＰ３の下方には上下に昇降可能なプッシャ３４が、第４搬送位置ＴＰ４の下方には上下に昇降可能なリフタ３５がそれぞれ配置されている。
【００２２】
第２研磨部３ｂには、第１リニアトランスポータ５に隣接して、長手方向に沿った３つの搬送位置（ロード／アンロード部２側から順番に第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、第７搬送位置ＴＰ７とする）の間でウエハを搬送する第２（直動）搬送機構としての第２リニアトランスポータ６が配置されている。この第２リニアトランスポータ６の第５搬送位置ＴＰ５の下方には上下に昇降可能なリフタ３６が、第６搬送位置ＴＰ６の下方にはプッシャ３７が、第７搬送位置ＴＰ７の下方にはプッシャ３８がそれぞれ配置されている。
【００２３】
研磨時にはスラリを使用することを考えるとわかるように、研磨部３は最もダーティな（汚れた）領域である。したがって、この例では、研磨部３内のパーティクルが外部に飛散しないように、各研磨テーブルの周囲から排気が行われており、研磨部３の内部の圧力を、装置外部、周囲の洗浄・乾燥部４、ロード／アンロード部２よりも負圧にすることでパーティクルの飛散を防止している。また、通常、研磨テーブルの下方には排気ダクト（図示せず）が、上方にはフィルタ（図示せず）がそれぞれ設けられ、これらの排気ダクト及びフィルタを介して清浄化された空気が噴き出され、ダウンフローが形成される。
【００２４】
洗浄・乾燥部４は、研磨後のウエハを洗浄し乾燥させる領域であり、第２搬送ロボット４０と、第２搬送ロボット４０から受取ったウエハを反転する反転機４１と、研磨後のウエハを洗浄する３つの洗浄機４２，４３，４４と、洗浄後のウエハをスピン乾燥させる乾燥機４５と、反転機４１、洗浄機４２，４３，４４及び乾燥機４５の間でウエハを搬送する第３搬送機構としての搬送ユニット４６とを備えている。これらの第２搬送ロボット４０、反転機４１、洗浄機４２，４３，４４及び乾燥機４５は、長手方向に沿って直列に配置されている。また、これらの洗浄機４２，４３，４４及び乾燥機４５の上部には、クリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット（図示せず）が設けられており、このフィルタファンユニットによりパーティクルが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって噴き出している。また、洗浄・乾燥部４の内部は、研磨部３からのパーティクルの流入を防止するために研磨部３よりも高い圧力に常時維持されている。
【００２５】
研磨部３０Ａの研磨テーブル３００Ａの上面には研磨布または砥石等が貼付されており、この研磨布または砥石等によってウエハを研磨する研磨面３０５Ａが構成されている。研磨時には、研磨液供給ノズル３０２Ａから研磨テーブル３００Ａ上の研磨面３０５Ａに研磨液が供給され、ウエハが保持部３０１Ａにより研磨面に押圧されて研磨が行われる。また、第１研磨ユニット３０Ａは、機械的ドレッサ３０３Ａの他に、流体圧による非接触型のドレッサとしてアトマイザ３０４Ａを備えている。このアトマイザの主な目的は、研磨面上に堆積し目詰まりした研磨屑、スラリ粒子を洗い流すことである。アトマイザの流体圧による研磨面の浄化と、機械的接触であるドレッサ３０３Ａによる研磨面の目立て作業により、より好ましいドレッシング、すなわち研磨面の再生を達成することができる。通常は接触型のドレッサ（ダイヤモンドドレッサ等）によるドレッシングの後に、アトマイザによる研磨面の性状再生を行う場合が多い。このような構成は、他の研磨部３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄにあっても同様である。
【００２６】
第１研磨部３ａの第１リニアトランスポータ５は、図２に示すように、直線往復移動可能な４つの搬送ステージ、つまり第１ステージ、第２ステージ、第３ステージ、及び第４ステージを備えており、これらのステージは上下に２段の構成となっている。すなわち、下段には第１ステージ、第２ステージ及び第３ステージが配置され、上段には第４ステージが配置されている。
【００２７】
下段の第１ステージ、第２ステージ及び第３ステージと上段の第４ステージとは、設置される高さが異なっているため、互いに干渉することなく自由に移動可能となっている。第１ステージは、反転機３１とリフタ３２とが配置された第１搬送位置ＴＰ１とプッシャ３３が配置された（ウエハ受渡し位置である）第２搬送位置ＴＰ２との間でウエハを搬送し、第２ステージＴＳ２は、第２搬送位置ＴＰ２とプッシャ３４が配置された（ウエハ受渡し位置である）第３搬送位置ＴＰ３との間でウエハを搬送し、第３ステージは、第３搬送位置ＴＰ３とリフタ３５が配置された第４搬送位置ＴＰ４との間でウエハを搬送する。また、第４ステージＴＳ４は、第１搬送位置ＴＰ１と第４搬送位置ＴＰ４との間でウエハを搬送する。
【００２８】
第１リニアトランスポータ５は、上段の第４ステージを直線往復移動させるエアシリンダ（図示せず）を備えており、このエアシリンダにより、第４ステージは、上記下段の第１乃至第３ステージと同時に移動するように制御される。
【００２９】
第２研磨部３ｂの第２リニアトランスポータ６は、直線往復移動可能な３つの搬送ステージ、つまり第５ステージ、第６ステージ及び第７ステージを備えており、これらのステージは上下に２段の構成となっている。すなわち、上段には第５ステージ及び第６ステージが配置され、下段には第７ステージが配置されている。
【００３０】
上段の第５ステージ及び第６ステージと下段の第７ステージとは、設置される高さが異なっているため、互いに干渉することなく自由に移動可能となっている。第５ステージは、リフタ３６が配置された第５搬送位置ＴＰ５とプッシャ３７が配置された（ウエハ受渡し位置である）第６搬送位置ＴＰ６との間でウエハを搬送し、第６ステージは、第６搬送位置ＴＰ６とプッシャ３８が配置された（ウエハ受渡し位置である）第７搬送位置ＴＰ７との間でウエハを搬送し、第７搬送ステージＴＳ７は、第５搬送位置ＴＰ５と第７搬送位置ＴＰ７との間でウエハを搬送する。
【００３１】
第１研磨部３ａの反転機３１は、ロード／アンロード部２の第１搬送ロボット２２のハンドが到達可能な位置に配置され、研磨前のウエハを第１搬送ロボット２２から受取り、このウエハの上下を反転してリフタ３２に渡すものである。また、洗浄・乾燥部４の反転機４１は、第２搬送ロボット４０のハンドが到達可能な位置に配置され、研磨後のウエハを第２搬送ロボット４０から受取り、このウエハの上下を反転して搬送ユニット４６に渡すものである。
【００３２】
また、図１に示すように、反転機３１と第１搬送ロボット２２との間にはシャッタ１０が設置されており、ウエハの搬送時にはシャッタ１０を開いて第１搬送ロボット２２と反転機３１との間でウエハの受渡しが行われる。また、反転機４１と第２搬送ロボット４０との間、反転機４１と１次洗浄機４２との間、第１研磨部３ａと第２搬送ロボットとの間、及び第２研磨部３ｂと第２搬送ロボット４０との間にもそれぞれシャッタ１１，１２，１３，１４が設置されており、ウエハの搬送時にはこれらのシャッタ１１，１２，１３，１４を開いて反転機４１と第１搬送ロボット４０または１次洗浄機４２との間でウエハの受渡しが行われる。ウエハの受渡しがないときにはこれらのシャッタ１０，１１，１２，１３，１４は閉まっている。
【００３３】
第１研磨部３ａのリフタ３２は、第１搬送ロボット２２及び第１リニアトランスポータ５がアクセス可能な位置に配置されており、これらの間でウエハを受渡す第１受渡し機構として機能する。すなわち、反転機３１により反転されたウエハを第１リニアトランスポータ５の第１ステージまたは第４ステージに受渡すものである。また、第１研磨部３ａのリフタ３５及び第２研磨部３ｂのリフタ３６は、リニアトランスポータ５，６及び洗浄・乾燥部４の第２搬送ロボット４０がアクセス可能な位置に配置されており、これらの間でウエハを受渡す第２受渡し機構として機能する。すなわち、リフタ３５は、第１リニアトランスポータ５の第３ステージまたは第４ステージ上のウエハを第２搬送ロボット４０に受渡すものであり、リフタ３６は、第２リニアトランスポータ６の第５ステージまたは第７ステージ上のウエハと第２搬送ロボット４０との間でウエハを受渡すものである。
【００３４】
第１研磨部３ａのプッシャ３３は、第１リニアトランスポータ５の第１ステージ上のウエハを第１研磨ユニット３０Ａの保持部３０１Ａに受渡すとともに、第１研磨ユニット３０Ａにおける研磨後のウエハを第１リニアトランスポータ５の第２ステージに受渡すものである。プッシャ３４は、第１リニアトランスポータ５の第２ステージ上のウエハを第２研磨ユニット３０Ｂの保持部３０１Ｂに受渡すとともに、第２研磨ユニット３０Ｂにおける研磨後のウエハを第１リニアトランスポータ５の第３ステージに受渡すものである。また、第２研磨部３ｂのプッシャ３７は、第２リニアトランスポータ６の第５ステージ上のウエハを第３研磨ユニット３０Ｃの保持部３０１Ｃに受渡すとともに、第３研磨ユニット３０Ｃにおける研磨後のウエハを第２リニアトランスポータ６の第６ステージに受渡すものである。プッシャ３８は、第２リニアトランスポータ６の第６ステージ上のウエハを第４研磨ユニット３０Ｄの保持部３０１Ｄに受渡すとともに、第４研磨ユニット３０Ｄにおける研磨後のウエハを第２リニアトランスポータ６の第７ステージに受渡すものである。このように、プッシャ３３，３４，３７，３８は、リニアトランスポータ５，６と各保持部との間でウエハを受渡す第３受渡し機構として機能する。
【００３５】
洗浄・乾燥部４の１次洗浄機４２及び２次洗浄機４３としては、例えば、上下に配置されたロール状のスポンジを回転させてウエハの表面及び裏面に押し付けてウエハの表面及び裏面を洗浄するロールタイプの洗浄機を用いることができる。また、３次洗浄機４４としては、例えば、半球状のスポンジを回転させながらウエハに押し付けて洗浄するペンシルタイプの洗浄機を用いることができる。乾燥機４５は、チャックしたウエハを高速回転させるステージを備えており、ウエハを高速回転させることで洗浄後のウエハを乾燥させる機能（スピンドライ機能）を有している。なお、各洗浄機４２，４３，４４において、上述したロールタイプの洗浄機やペンシルタイプの洗浄機に加えて、洗浄液に超音波を当てて洗浄するメガソニックタイプの洗浄機を付加的に設けてもよい。
【００３６】
搬送ユニット４６は、ウエハを着脱自在に保持する保持機構としての４つのチャッキングユニット（図示せず）を備えており、これによって、反転機４１から１次洗浄機４２に、１次洗浄機４２から２次洗浄機４３に、２次洗浄機４３から３次洗浄機４４に、３次洗浄機から乾燥機４５にそれぞれウエハを同時に搬送することができるようになっている。これにより、洗浄・乾燥部４の外部にウエハを取出さなくても、洗浄・乾燥部４の内部において次の搬送を行うことができるので、ウエハ搬送のためのストロークを最小限に抑え、ウエハの搬送時間を短くすることが可能となる。
【００３７】
次に、このような構成の研磨装置を用いてウエハを研磨する処理（ただし、ウエハ表面の被研磨膜の膜厚測定を除く）について説明する。この研磨装置は、主にウエハをパラレル処理するのに使用される。つまり、一方のウエハは、フロントロード部２０ａ，２０ｂまたは２０ｃのカセット→第１搬送ロボット２２→反転機３１→リフタ３２→第１リニアトランスポータ５の第１ステージ→プッシャ３３→保持部３０１Ａ→研磨テーブル３００Ａ→プッシャ３３→第１リニアトランスポータ５の第２ステージ→プッシャ３４→保持部３０１Ｂ→研磨テーブル３００Ｂ→プッシャ３４→第１リニアトランスポータ５の第３ステージ→リフタ３５→第２搬送ロボット４０→反転機４１→１次洗浄機４２→２次洗浄機４３→３次洗浄機４４→スピン乾燥装置→第１搬送ロボット２２→フロントロード部２０ａ，２０ｂまたは２０ｃのウエハカセットという経路で搬送される。
【００３８】
また、他方のウエハは、フロントロード部２０ａ，２０ｂまたは２０ｃのウエハカセット→第１搬送ロボット２２→反転機３１→リフタ３２→第１リニアトランスポータ５の第４ステージ→リフタ３５→第２搬送ロボット４０→リフタ３６→第２リニアトランスポータ６の第５ステージ→プッシャ３７→保持部３０１Ｃ→研磨テーブル３００Ｃ→プッシャ３７→第２リニアトランスポータ６の第６ステージ→プッシャ３８→保持部３０１Ｄ→研磨テーブル３００Ｄ→プッシャ３８→第２リニアトランスポータ６の第７ステージ→リフタ３６→第２搬送ロボット４０→反転機４１→１次洗浄機４２→２次洗浄機４３→３次洗浄機４４→スピン乾燥機４５→第１搬送ロボット２２→フロントロード部２０ａ，２０ｂまたは２０ｃのウエハカセットという経路で搬送される。
【００３９】
次に、３つのフロントロード部２０ａ，２０ｂ，２０ｃ内の一つのフロントロード部２０ａにダミーウエハが収納されたカセットを搭載し、他のフロントロード部２０ｂ，２０ｃにプロダクトウエハが収納されたカセットを搭載した時を例にして、研磨を開始する時の研磨装置の動作について説明する。ここで、ダミーウエハは、研磨状況の監視や研磨運転条件の維持などに用いられるウエハを指し、配線等のパターンが形成されていないウエハを言うものとする。一方、プロダクトウエハは、製品としてのウエハであり、配線等のパターンが形成されているウエハを言うものとする。
【００４０】
この研磨装置で研磨工程を開始する際には、先ず始めに、各研磨部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄでダミーウエハを研磨して、研磨部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ、３０Ｄの研磨面３０５Ａ，３０５Ｂ，３０５Ｃ，３０５Ｄを良好な研磨環境に調整する必要がある。このため、図３に示すように、ダミーウエハを収納したカセットを載置したフロントロード部２０ａの該カセットから、ダミーウエハを第１搬送ロボット２２で１枚ずつ取出し、第１研磨部３ａの反転機３１に順次搬送して、研磨部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ、３０Ｄの研磨面３０５Ａ，３０５Ｂ，３０５Ｃ，３０５Ｄで研磨する。そして、研磨後のダミーウエハを洗浄機４２，４３，４４で洗浄し、乾燥機４５で乾燥させた後、フロントロード部２０ａに搭載したカセットに戻す。
【００４１】
一方、フロントロード部２０ｂ，２０ｃに搭載したカセットに収納したプロダクトウエハに対しては、これらのカセットから１枚のプロダクトウエハを第１搬送ロボット２２で取出し、ＩＴＭ（膜厚測定器）２３に搬送して、被研磨膜の膜厚をＩＴＭ２３で測定する。そして、膜厚を測定したプロダクトウエハを元のカセットに戻す。この操作を順次繰返して、フロントロード部２０ｂ，２０ｃに搭載したカセットに収納したプロダクトウエハに対する被研磨膜の膜厚の測定を行う。ここで、ＩＴＭ２３は、一連の工程として膜厚測定が行われることを表す。即ち、研磨工程、洗浄・乾燥工程とは別に膜厚測定工程が必要な膜厚測定器である。
【００４２】
従来、研磨前のプロダクトウエハに対する被研磨膜の膜厚測定は、ダミーウエハの研磨が終了した後、一連のプロダクトウエハ研磨工程（研磨前膜測工程→研磨工程→洗浄・乾燥工程→研磨後の膜厚測定工程）の中で行われていた。この例では、図３に示すように、ダミーウエハの研磨工程及び洗浄・乾燥工程に並行して、言い換えれば、一連のプロダクトウエハの研磨工程から研磨前の膜厚測定工程を切離し、プロダクトウエハの研磨工程に先行して、プロダクトウエハの被研磨膜の膜厚測定を行うようにしている。これにより、膜厚測定タクトが見かけ上向上する。つまり、プロダクトウエハ研磨工程において、膜厚測定タクトは、研磨前後におけるウエハの被研磨膜の膜厚測定からなるが、研磨前の被研磨膜の測定測定を前倒しして行うことによって、膜厚測定タクト全体として余裕が生まれることになる。
【００４３】
次に、図４に示すように、カセット１００内に収納した２５枚のウエハＷの内、最初の１枚目のウエハＷ１に対して研磨前のみの被研磨膜の膜厚測定を行い、２枚目から１２枚目のウエハＷ２〜Ｗ１２に対しては被研磨膜の膜厚測定を行わず、１３枚目のウエハＷ１３に対して研磨前の被研磨膜の膜厚測定と研磨後の被研磨膜の膜厚測定を行い、１４枚目のウエハＷ１４以降のウエハに対しては被研磨膜の膜厚測定を行わないようにした場合における研磨装置の動作について説明する。このようなカセット１００は、フロントロード部２０ａ，２０ｂ，２０ｃの何れかに搭載され、ウエハは、全てプロダクトウエハであるとする。
【００４４】
研磨レシピによっては、研磨環境の安定性や客先要求等により、全てのプロダクトウエハの被研磨膜に対する膜厚測定を行うことなく、任意のウエハを抜取って、被研磨膜の膜厚を測定する場合がある。
【００４５】
この例にあっては、１枚目のウエハＷ１を第１搬送ロボット２２でカセット１００から取出し、ＩＴＭ２３に搬送して、被研磨膜の膜厚を測定する。そして、膜厚測定後のウエハＷ１を第１搬送ロボット２２でＩＴＭ２３からカセット１００に戻しておく。そして、膜厚測定後の１枚目のウエハＷ１を第１搬送ロボット２２でカセット１００から取出し、反転機３２に搬送して、このウエハＷ１に対する研磨処理、研磨後の洗浄・乾燥処理の一連の処理を行う。このウエハＷ１に対する研磨処理、研磨後の洗浄・乾燥処理中に、１３枚目のウエハＷ１３を第１搬送ロボット２２でカセット１００から取出し、ＩＴＭ２３に搬送して、被研磨膜の膜厚を測定する。そして、膜厚測定後のウエハＷ１３をＩＴＭ２３からカセット１００に戻しておく。
【００４６】
２枚目のウエハＷ２以降のウエハに対しては、第１搬送ロボット２２でカセット１００から順次取出し、反転機３に搬送して、ウエハに対する研磨処理、研磨後の洗浄・乾燥処理を順次行い、洗浄・研磨処理後のウエハを第１搬送ロボット２２でカセット１００に戻す。そして、研磨後の洗浄・乾燥後のカセット１００に戻された１３枚目のウエハＷ１３にあっては、前述と同様に、第１搬送ロボット２２でカセット１００から取出し、ＩＴＭ２３に搬送して、被研磨膜の膜厚を測定する。そして、膜厚測定後のウエハＷ１３を、第１搬送ロボット２２でＩＴＭ２３からカセット１００に戻す。
【００４７】
従来、ウエハの処理は、ほぼ番号順に行っていた。つまり、１２枚目のウエハが研磨部に搬送された後に１３枚目のウエハに対する研磨前の被研磨膜の膜厚測定が行われていた。この例によれば、膜厚測定工程を他の工程から切離して前倒しすることができる。
【００４８】
図５は、フロントロード部２０ａ，２０ｂに載置されたカセット内に収納されたウエハ（プロダクトウエハ）のうち、被研磨膜の膜厚をＩＴＭ２３で測定してカセットに戻すウエハの搬送径路を示す。つまり、被研磨膜の膜厚測定が要求されるウエハは、第１搬送ロボット２２でフロントロード部２０ａまたは２０ｂに載置されたカセットから取出され、ＩＴＭ２３に搬送される。そして、ＩＴＭ２３で被研磨膜の膜厚が測定されたウエハは、第１搬送ロボット２２でＩＴＭ２３から取出され、フロントロード部２０ａまたは２０ｂに載置されたカセットに戻される。そして、搬送ロボットは、被研磨膜の膜厚測定が要求される次にウエハをフロントロード部２０ａまたは２０ｂに載置されたカセットから取出して、上記動作を繰返す。
【００４９】
図６は、フロントロード部２０ａ，２０ｂに載置されたカセット内に収納されたウエハを研磨する時のウエハの搬送径路を示す。つまり、ウエハは、第１搬送ロボット２２でフロントロード部２０ａまたは２０ｂに載置されたカセット内から１枚づつ取出され、第１研磨部３ａの反転機３２に搬送される。そして、反転機３２に搬送されたウエハは、第１研磨部３ａまたは第２研磨部３ｂの一方で２段研磨されて、洗浄・乾燥部４に搬送される。そして、この洗浄・乾燥部４の洗浄機４２，４３，４４で洗浄された後、乾燥機４５でスピン乾燥される。このスピン乾燥後のウエハは、第１搬送ロボット２２で乾燥機４５から取出され、フロントロード部２０ａまたは２０ｂに載置されたカセット内に戻される。
【００５０】
このように、第１搬送ロボット２２は、被研磨膜の膜厚測定のためにカセットとＩＴＭ２３の間を往復し、研磨のためにウエハを直接反転機２３に搬送する。このように、膜厚測定のための搬送工程を、その他の工程とは切離して独立して行うことにより、研磨工程後であって洗浄工程前のウエハの金属配線は腐食を免れる。即ち、従来は、膜厚測定とその他の工程が連続した一貫の工程だったため、ＩＴＭ（膜厚測定器）が空くまで、ウエハは、乾燥機上や洗浄機上で待機する必要があり、このため研磨工程後のウエハは、洗浄機が空くまで待機するしかなく、金属配線の腐食を招いていた。しかし、上記のように、乾燥が終わったウエハを、ＩＴＭ（膜厚測定器）の空きを待つことなく、一旦カセットに戻すことにより、研磨後のウエハを洗浄・乾燥工程に移すことができる。
【００５１】
次に、下記の表１に示す膜厚測定条件で処理する２５枚のウエハを収納したカセットをフロントロード部２０ａ，２０ｂにそれぞれ載置して、合計５０枚のウエハをパラレル処理する場合について説明する。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
表１において、「Ｐｒｅ&Ｐｏｓｔ」は、研磨前及び研磨後に被研磨膜の膜厚測定を行うウエハを示し、「Ｐｏｓｔ」は、研磨後のみ被研磨膜の膜厚測定を行うウエハを示し、さらに「Ｎｏｎ」は、研磨前にも研磨後にも被研磨膜の膜厚測定を行わないウエハを示している。この例においては、「Ｐｒｅ&Ｐｏｓｔ」のウエハが６枚、「Ｐｏｓｔ」のウエハが１１枚、「Ｎｏｎ」のウエハが８枚であるから、ＩＴＭ２３は、２×６＋１×１１より、延べ２３回の被研磨膜の膜厚測定を行う。
【００５４】
ここで、フロントロード部２０ａ，２０ｂに載置されたカセット内に収納されて処理されるウエハには、
（１）被研磨膜の膜厚測定前で、かつ研磨前のウエハ（研磨前膜測待機ウエハ）
（２）研磨前の被研磨膜の膜厚測定が不要で、かつ、研磨前のウエハ（膜測不要研磨待機ウエハ）
（３）被研磨膜の膜厚測定後（膜厚測定中も含む）で、かつ研磨前のウエハ（膜測後研磨待機ウエハ）、
（４）研磨後の洗浄・乾燥後で、かつ膜厚測定前のウエハ（研磨後膜測待機ウエハ）
（５）研磨後の洗浄・乾燥後で、かつ膜厚測定後ウエハ（工程終了ウエハ）
（６）研磨後の洗浄・乾燥後で、かつ膜厚側的が不要のウエハ（工程終了ウエハ）
の６種類のウエハが混在していることになる。
【００５５】
このようなウエハの種類に関係なく、従来例と同様に、膜厚測定とその他の工程を連続した一貫の工程で５０枚のウエハのパラレル処理をほぼ順番通りに行った時の各ウエハに対する各処理と処理時間の関係を図７に示す。
【００５６】
図７において、横軸は時間（例えば秒）を示し、縦軸は研磨対象のプロダクトウエハを示している。ここで、例えば縦軸の最下部の記号「Ｃ１−Ｗ０１」とは、フロントロード部２０ａに載置したカセットに収容されたカセットの１番目の棚に入っているウエハを示す。また、各ウエハに対する各処理は、それぞれ枠で囲まれており、この枠の中に白色の部分は待機時間を示し、他の部分は、搬送工程、研磨工程、洗浄・乾燥工程、及び膜厚測定工程等を示している。この図７から、５０枚のウエハが研磨前の被研磨膜の膜厚測定、研磨、洗浄・乾燥、研磨後の被研磨膜の膜厚測定を終えて再びカセットに戻されるまでに４６００（秒）かかっていることが判る。
【００５７】
本発明にあっては、各ウエハについて、研磨装置の制御部８が上記６種類のどのウエハに当たるかをそれぞれ管理して、図８に示すように、各ウエハを処理する。
【００５８】
つまり、制御部８は、（３）膜測後研磨待機ウエハと（４）研磨後膜測待機ウエハの枚数をもとに、ＩＴＭ２３に（１）研磨前膜測待機ウエハを搬入するか、（４）研磨後膜測待機ウエハを搬入するかを判断する。つまり、（３）膜測後研磨待機ウエハが数枚カセットにいる間は、研磨前のウエハに対する被研磨膜の膜厚測定を中止しても、その後の研磨工程には支障がない。そこで、制御部８は、研磨前のウエハに対する膜厚測定よりも研磨後膜測待機ウエハに対する被研磨膜の膜厚測定を優先させる。
【００５９】
従来、研磨前のウエハに対する被研磨膜の膜厚測定と研磨後のウエハに対する被研磨膜の膜厚測定は、一般に交互に行われていた。この例では、膜厚測定工程を他の工程を切離しているため、研磨前のウエハに対する被研磨膜の膜厚測定が前倒しに行われることが可能となる。これによって、研磨前ウエハの膜厚測定工程に余裕が生じる。この余裕分を研磨後のウエハに対する被研磨膜の膜厚測定に充てることにより、研磨後のウエハの膜測待機時間を減少させ、研磨装置全体のスループットを向上させることができる。さらに、研磨後ウエハの被研磨膜の膜厚測定待機時間が減少することにより、フィードバックを早期にかけることができる。
【００６０】
具体的には、制御部８は、（３）膜測後研磨待機ウエハの枚数について、図９に示すように、予め閾値（第１の閾値）を持っている。この閾値は、研磨装置のインターフェイス等により作業者が任意の数字を入力することができる。いま、仮に閾値（第１の閾値）を１と設定する。ＩＴＭ２３は、ダミーウエハまたは膜厚測定の必要のないプロダクトウエハの研磨中に、（１）研磨前のプロダクトウエハに対する被研磨膜の膜厚測定を行う。膜厚測定が行われたプロダクトウエハは、（３）膜測後研磨待機ウエハとして制御部８に１がカウントされる。（３）膜測後研磨待機ウエハは、一旦カセットに収納される。
【００６１】
この場合、研磨前に被研磨膜の膜厚が測定されるウエハには１枚分の余裕が生じていることになる。そこで、制御部８は、（３）膜測後研磨待機ウエハの枚数が閾値（第１の閾値）を越えている間は（４）研磨後膜測待機ウエハを先行して膜厚測定器に搬入する。これによって、ＩＴＭ２３の見かけ上のタクトが短縮する。
【００６２】
研磨部３ａ，３ｂにいた前記ダミーウエハまたは膜厚測定の必要のないプロダクトウエハが研磨を終え、次の洗浄・乾燥部４に搬送され、これに並行して（３）膜測後研磨待機ウエハが研磨部３ａ，３ｂに搬送されると、（３）膜測後研磨待機ウエハのカウントは０となる。このときには従来と同様に、研磨前ウエハと研磨後ウエハの被研磨膜を交互に測定するようにＩＴＭ２３や第１搬送ロボット２２を制御する。言い換えると、（３）膜測後研磨待機ウエハの閾値（第１閾値）は、（１）研磨前膜測待機ウエハか（４）研磨後膜測待機ウエハかのいずれかのウエハをＩＴＭ２３に搬入するかどうかの優先順位を決定している。つまり、（３）膜測後研磨待機ウエハが閾値を超えたときには、（３）膜測後研磨待機ウエハにストックがあることになる。これを受けて制御部８は（４）研磨後膜測待機ウエハの膜厚測定を優先させる旨の指令をＩＴＭ２３と第１搬送ロボット２２に与える。
【００６３】
さらに、制御部８は、（４）研磨後膜測待機ウエハの被研磨膜の膜厚を測定中であっても、（３）膜測後研磨待機ウエハの枚数を参照している。膜測後研磨待機ウエハの枚数が閾値（第１の閾値）１よりも下回った場合は、従来と同様に、研磨前ウエハと研磨後ウエハの被研磨膜を交互に測定するようにＩＴＭ２３や第１搬送ロボット２２を制御する。
【００６４】
図８に示す例では、研磨前の被研磨膜の膜厚測定（表１の「Ｐｒｅ&Ｐｏｓｔ」のＰｒｅに該当）を、他の研磨、洗浄・乾燥工程から切離して独立に行った際の結果を示している。他の工程に先行して行われた研磨前膜厚測定工程を楕円状の枠内に示す。これにより、カセット内のウエハが全て研磨され、研磨工程がすべて終了するのが４２００（秒）であることが分かる。つまり、本発明により、スループットが１割程度向上していることが分かる。
【００６５】
上記の例では、研磨前の被研磨膜の膜厚測定および研磨後の被研磨膜の膜厚測定の両方を実施するウエハが限られていたが、プロセスによっては、両方の測定を要するウエハが多数枚におよび、全数ウエハに対して行わなければならない場合も生じる。この場合においては、先行して研磨前の被研磨膜の膜厚測定を行っても、膜厚測定タクトによっては、そこで生まれた余裕が早期に消滅し、結果的にＩＴＭの空きを待つ待機ウエハが生じてしまう場合がある。このような場合には、膜厚測定の結果をフィードバックするのが遅くなり、研磨環境の変動への追従が遅延する。
【００６６】
例えば、カセットに（４）研磨後膜測待機ウエハが複数枚保管されている状態を考える。いま仮に、保管されている（４）研磨後膜測待機ウエハが研磨プロセスの環境変化によって研磨不良である場合、このウエハに対しては膜厚測定工程が行われていないため、フィードバックが行われず、次々と不良ウエハが生産されることとなる。
【００６７】
そこで、このような場合は、制御部８は、図９に示すように、（４）研磨後膜測待機ウエハの枚数に予め閾値（第２の閾値）を設け、（４）研磨後膜測待機ウエハの枚数が当該閾値を越えた場合は、洗浄・乾燥工程が終了した、研磨後の被研磨膜の膜厚測定を必要とするウエハをカセットに搬送するのを中止させるとともに、ＩＴＭ２３に（４）研磨後膜測待機ウエハを搬送する。この第２の閾値は、（２）膜測後研磨待機ウエハについての第１の閾値と同様、研磨装置のインターフェイス等により作業者が任意の数字を入力することができる。
【００６８】
この場合、洗浄・乾燥後のウエハは、カセットに搬送されないため、（４）研磨後膜測待機ウエハは増加しない。加えて、ＩＴＭ２３には（４）研磨後膜測待機ウエハが搬送されるため、所定時間後に「（４）研磨後膜測待機ウエハの枚数が第２の閾値を越える」状態は解消される。なお、ここで、研磨後に膜厚測定の必要がないウエハについては、洗浄・乾燥後にカセットに戻される。上記の制御は、言い換えれば、研磨装置全体のタクトをＩＴＭ２３のタクトに合わせる方向に制御を行う。
【００６９】
以上説明したように、膜測後研磨待機ウエハの閾値（第１の閾値）は、（１）研磨前膜測待機ウエハか（４）研磨後膜測待機ウエハかのいずれかのウエハをＩＴＭ２３に搬入するかどうかの優先順位を決定している。一方で、研磨後膜測待機ウエハの閾値（第２の閾値）は、研磨部に新たなウエハを流すのを止めるか否かを判断している。
【００７０】
本発明によって、膜厚測定工程とその他の工程を切離すことにより、膜厚測定タクトが見かけ上短縮することが可能となった。更に、第１の閾値を設けることによって、研磨前の被研磨膜に対する膜厚測定工程の先行実施に制限を設け、ＩＴＭ２３が研磨前の被研磨膜に対する膜厚測定工程に占用されることを防止することができる。一方、第２の閾値を設けることによって、膜厚測定工程とその他との工程とを切離したことによるプロセス全体の歪み（フィードバックの遅延）を修正することができる。つまり、第１の閾値および第２の閾値は、膜厚測定工程とその他の工程を切離したことによるプロセス全体の歪みを調整する作用を有している。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態における研磨装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】図１に示す研磨装置の概要を示す斜視図である。
【図３】カセットに収納したダミーウエハを研磨部で研磨しながら、カセットに収納したプロダクトウエハの被研磨部の膜厚をＩＴＭで測定する時のウエハの流れを示す研磨装置の全体構成を示す平面図である。
【図４】カセット内に収納したウエハの状態の一例を示す図である。
【図５】カセットに収納したプロダクトウエハの被研磨部の膜厚をＩＴＭで測定してカセットに戻す時のウエハの流れを示す研磨装置の全体構成を示す平面図である。
【図６】カセットに収納したプロダクトウエハを研磨部で研磨してカセットに戻す時のウエハの流れを示す研磨装置の全体構成を示す平面図である。
【図７】従来例によって５０枚のウエハをパラレル処理した時の各ウエハに対する各処理と処理時間の関係を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態によって５０枚のウエハをパラレル処理した時の各ウエハに対する各処理と処理時間の関係を示す図である。
【図９】第１の閾値と第２の閾値を判断基準にしたフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１  ハウジング
２  ロード／アンロード部
３  研磨部
４  洗浄・乾燥部
５，６  リニアトランスポータ
８  制御部
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  フロントロード部
２１  走行機構
２２  第１搬送ロボット（搬送機）
２３  ＩＴＭ（膜厚測定器）
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ  研磨ユニット
３１，４１  反転機
３２，３５，３６  リフタ
３３，３４，３７，３８  プッシャ
４０  第２搬送ロボット
４２，４３，４４  洗浄機
４５  乾燥機
４６  搬送ユニット
１００  カセット
３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ  研磨テーブル
３０１Ａ，３０１Ｂ，３０１Ｃ，３０１Ｄ  保持部
３０２Ａ，３０２Ｂ，３０２Ｃ，３０２Ｄ  研磨液供給ノズル
３０３Ａ，３０３Ｂ，３０３Ｃ，３０３Ｄ  ドレッサ
３０４Ａ，３０４Ｂ，３０４Ｃ，３０４Ｄ  アトマイザ
３０５Ａ，３０５Ｂ，３０５Ｃ，３０５Ｄ  研磨面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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